戈壁日光溫室輕簡化栽培技術(shù)集成應(yīng)用及生產(chǎn)效益

殷學(xué)云 張國森 劉 華

（1 甘肅省酒泉市肅州區(qū)蔬菜技術(shù)服務(wù)中心，甘肅省現(xiàn)代瓜菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系肅州區(qū)域試驗(yàn)站，甘肅酒泉 735000；2 酒泉市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅酒泉 735000；3 甘肅省經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，甘肅蘭州 730000）

近年來，甘肅酒泉地區(qū)示范推廣智能水肥一體化設(shè)備、智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、電動(dòng)物料運(yùn)輸車、臭氧植保機(jī)、農(nóng)藥精量彌粉機(jī)，以及熊蜂授粉技術(shù)等，形成了戈壁日光溫室輕簡化栽培技術(shù)體系，較傳統(tǒng)栽培方式年均每667 m節(jié)約勞動(dòng)工日60 個(gè)以上，節(jié)約生產(chǎn)成本6 000元以上，已成為當(dāng)?shù)厥卟松a(chǎn)的主推技術(shù)之一。

為了充分展示適宜日光溫室蔬菜生產(chǎn)的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞動(dòng)力、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)，甘肅省酒泉市依托中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、甘肅省農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅省經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站等科研院所的技術(shù)力量，在中以（酒泉）綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)園日光溫室內(nèi)，示范推廣智能水肥一體化設(shè)備、智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、電動(dòng)物料運(yùn)輸車、臭氧植保機(jī)、農(nóng)藥精量彌粉機(jī)，以及熊蜂授粉技術(shù)等，形成了涉及溫室蔬菜生產(chǎn)全過程的輕簡化栽培技術(shù)體系，較傳統(tǒng)栽培方式年均每667 m節(jié)約勞動(dòng)工日60 個(gè)以上，節(jié)約生產(chǎn)成本6 000 元以上。截至2021 年底，酒泉市戈壁日光溫室總面積已達(dá)5 333 hm（8 萬畝），輕簡化集成栽培技術(shù)已成為當(dāng)?shù)馗瓯谌展鉁厥沂卟松a(chǎn)的主推技術(shù)體系之一。

1 輕簡化設(shè)施裝備與配套技術(shù)

1.1 智能水肥一體化設(shè)備 智能水肥一體化設(shè)備由傳感器和控制系統(tǒng)組成，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉施肥。系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測土壤水分情況，當(dāng)土壤水分含量低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)灌溉系統(tǒng)自動(dòng)開啟，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值后灌溉系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。對(duì)于施肥也是同樣的原理，通過控制施肥，達(dá)到準(zhǔn)確施肥、合理灌溉的目的。每套系統(tǒng)可同時(shí)管控2～5 座日光溫室。在使用智能水肥一體化設(shè)備之前，應(yīng)打開灌溉系統(tǒng)中所有進(jìn)水閥門和檢修閥門，關(guān)閉所有排水閥門，同時(shí)確保田間電磁閥旋鈕置于自動(dòng)狀態(tài)。按照比例將肥液調(diào)配好備用，在智能水肥一體化設(shè)備上設(shè)定好施肥量和施肥時(shí)間，灌溉時(shí)可以自由設(shè)定施肥時(shí)間和管道沖洗時(shí)間，防止滴灌系統(tǒng)化學(xué)堵塞。打開控制器總電源，啟動(dòng)智能水肥一體化設(shè)備，當(dāng)達(dá)到灌溉時(shí)間時(shí)，田間對(duì)應(yīng)的灌溉區(qū)域會(huì)按照設(shè)備的指令進(jìn)行自動(dòng)灌溉，運(yùn)行完設(shè)定的時(shí)間后可自動(dòng)關(guān)閉。

采用智能水肥一體化設(shè)備，可以根據(jù)不同蔬菜不同生長期的需水、需肥規(guī)律，定時(shí)定量按比例供給水分和養(yǎng)分，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式施肥過多、肥料利用率不高、肥料成本高等問題。以日光溫室番茄生產(chǎn)為例，每667 m可節(jié)約肥料用量40%以上，節(jié)約用水30%以上，每年節(jié)約勞動(dòng)工日10 個(gè)以上。目前智能水肥一體化設(shè)備已普遍應(yīng)用于酒泉敦煌種業(yè)千畝戈壁日光溫室產(chǎn)業(yè)園區(qū)和東洞萬畝戈壁產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

1.2 智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備日光溫室智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備的功能包括遠(yuǎn)程控制溫室卷簾、通風(fēng)、澆水施肥等，主要由控制箱、上下風(fēng)口卷膜器、限位裝置、360°高清攝像頭等組成，通過溫度或時(shí)間行程自動(dòng)控制溫室卷簾機(jī)升降、上下通風(fēng)口開合、水肥一體機(jī)運(yùn)行。種植管理人員也可以通過手機(jī)APP、電腦端、遙控器和手動(dòng)控制鍵等對(duì)上述設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制（圖1），例如打開“溫室管家”APP 進(jìn)入登錄界面，登錄成功后對(duì)設(shè)備進(jìn)行綁定（即添加設(shè)備），填寫設(shè)備（溫室）名稱，綁定成功后等待10 min（分）即可顯示溫室數(shù)據(jù)。為了讓用戶更加便利地使用，用戶點(diǎn)擊界面底部的“一鍵操作”按鈕，可在列表中選中多個(gè)溫室，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)溫室的卷簾、開關(guān)通風(fēng)口一鍵操作；當(dāng)需要查看溫室詳細(xì)信息時(shí)，點(diǎn)擊“設(shè)備列表”界面即可查看溫室詳情，同時(shí)可以單獨(dú)對(duì)該溫室進(jìn)行卷簾、通風(fēng)操作；如需查看溫室內(nèi)和溫室外的實(shí)時(shí)情況，可點(diǎn)擊“查看視頻”按鈕進(jìn)行查看。

圖1 智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備（電腦端遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制）

智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了卷放保溫棉被、開關(guān)風(fēng)口、澆水施肥自動(dòng)化等遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)化遙控操作管理，效率高，解決了人工操作費(fèi)時(shí)、費(fèi)工等問題，每667 m日光溫室每年可節(jié)約勞動(dòng)工日10 個(gè)以上。目前已分別在總寨、東洞萬畝戈壁產(chǎn)業(yè)園區(qū)建立2 處智能化網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)，配套安裝智能化控制系統(tǒng)200 余套，有效減輕了菜農(nóng)的管理強(qiáng)度，節(jié)約了勞動(dòng)力。

1.3 輕簡化運(yùn)輸設(shè)備 輕簡化運(yùn)輸主要采用物料運(yùn)輸車，用于運(yùn)輸日光溫室內(nèi)的生產(chǎn)資料、果實(shí)等，省時(shí)省力省工，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高日光溫室蔬菜生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化水平。根據(jù)生產(chǎn)需要，可選擇單軌式或雙軌式物料運(yùn)輸車，一般在日光溫室內(nèi)選擇單軌式物料運(yùn)輸車（圖2），可以有效節(jié)省操作空間，在鋼架拱棚內(nèi)選擇雙軌式物料運(yùn)輸車。物料運(yùn)輸車長190 cm，寬50 cm，高45 cm，采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，面板上配有“前進(jìn)”“停止”“后退”控制按鍵，有把手一側(cè)為前進(jìn)方向，前進(jìn)或后退均有高速和低速模式，低速一般為0.8～1.2 m·s，與成年人步行速度相近，高速為1.5～2.0 m·s；也可使用遙控器控制運(yùn)輸車。軌道根據(jù)溫室長度鋪設(shè)。

圖2 單軌式電動(dòng)物料運(yùn)輸車

目前，酒泉戈壁日光溫室應(yīng)用的電動(dòng)物料運(yùn)輸車有單軌式、地磁感應(yīng)式以及角鐵雙軌式3 種，其中角鐵雙軌式電動(dòng)物料運(yùn)輸車性價(jià)比較高，每套成本4 000 元，可管控100 m 長的日光溫室，每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)工日30 個(gè)。

1.4 熊蜂授粉技術(shù) 熊蜂耐低溫和弱光，耐濕性強(qiáng)，采集能力強(qiáng)，且可以周年繁育，是溫室蔬菜理想的授粉昆蟲。與蜜蜂相比，熊蜂的趨光性差，信息交流系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，能在設(shè)施內(nèi)專心授粉，授粉速度快、效率高。因此用熊蜂授粉替代傳統(tǒng)的激素噴花，可減少勞動(dòng)用工，改善蔬菜品質(zhì)，提高產(chǎn)量，降低病害發(fā)生幾率。

以番茄生產(chǎn)為例，放蜂前將棚膜上的所有孔洞封閉，棚室頂部通風(fēng)口用15～20 目防蟲網(wǎng)封閉，下風(fēng)口用40 目以上防蟲網(wǎng)封閉，棚內(nèi)溫度控制在10～32 ℃，相對(duì)濕度50%～80%，每天至少通風(fēng)1 h（小時(shí)）。在番茄植株開花量達(dá)到15%～25%時(shí)放入蜂箱，確保符合農(nóng)藥安全間隔期，并在放蜂前加大通風(fēng)量和次數(shù)。每箱熊蜂有70 頭左右，最大授粉面積為1 334 m（2 畝），箱內(nèi)配有飼料，可連續(xù)使用40～60 d（天），每年每667 m可減少人工授粉15 個(gè)工日，增加番茄產(chǎn)量400 kg，扣除防蟲網(wǎng)等其他費(fèi)用，每667 m可節(jié)支增收2 200 元。

1.5 病蟲害綠色防控設(shè)備 病蟲害綠色防控設(shè)備主要有臭氧植保機(jī)、黃（藍(lán)）色板、高效環(huán)保地膜、精量彌粉機(jī)等。

1.5.1 臭氧植保機(jī)日光溫室臭氧物理防治系統(tǒng)是利用臭氧殺菌代替農(nóng)藥的一種有效防除手段。該系統(tǒng)可以根據(jù)溫室的不同空間、作物的不同生長期、變化的環(huán)境條件，方便、靈活地調(diào)整臭氧發(fā)生量，有效解決農(nóng)藥殘留問題和降低有害病原微生物含量，節(jié)省成本、提高蔬菜品質(zhì)。

將臭氧發(fā)生器懸掛于溫室中間頂部，每臺(tái)設(shè)備有效管控的最大長度為70 m，可控制700 m日光溫室。蔬菜定植后，于18：00 以后、溫室內(nèi)濕度達(dá)到50%以上時(shí)使用，每周使用2 次、每次0.5 h（小時(shí)）；棚內(nèi)病害嚴(yán)重時(shí)加大使用次數(shù)及時(shí)間。每套系統(tǒng)總投資1.1 萬元，每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)工日5 個(gè)以上，減少農(nóng)藥投入量30%以上。

1.5.2 色板、高效環(huán)保地膜 從蔬菜苗期和定植期開始，將黃、藍(lán)板懸掛于蔬菜作物上部15～20 cm位置，并根據(jù)蔬菜生長高度及時(shí)調(diào)節(jié)黃、藍(lán)板位置，每667 m懸掛30～40 塊，誘捕害蟲效果顯著，可有效降低蚜蟲、粉虱、斑潛蠅、薊馬等蟲口密度，具有成本低、環(huán)保、方便等特點(diǎn)。

使用厚度為0.16 mm 的銀黑色（正面銀色，反面黑色）高效環(huán)保地膜，可驅(qū)避蚜蟲，減少病毒病的發(fā)生。

1.5.3 精量彌粉機(jī) 從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所植保課題組引進(jìn)的一款新型植保器械，具有噴射距離長、穿透性好、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，可以做到全面無死角的殺蟲滅蟲，較傳統(tǒng)噴粉裝置年節(jié)約農(nóng)藥用量30%以上，可多年使用，工作效率高，操作方便，利于環(huán)保，節(jié)本增效。每667 m日光溫室總投入800 元，節(jié)約農(nóng)藥成本150 元以上。

使用前將蓄電池充好電，根據(jù)不同病蟲害種類選擇藥劑，將藥劑添加到彌粉機(jī)容器內(nèi)，將裝有蓄電池的挎包背在肩上，手持彌粉機(jī)，打開電源開關(guān)，使彌粉機(jī)出粉孔向上保持45°，沿溫室后走道行走噴粉。噴粉時(shí)戴好口罩，不要直接將粉劑噴到作物上，噴完藥后關(guān)閉風(fēng)口，使藥劑均勻附著在作物葉片的正、背面。

2 輕簡化設(shè)施裝備運(yùn)行成本及生產(chǎn)效益

目前，依托中以（酒泉）戈壁生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，已建成東洞、總寨、銀達(dá)、西洞4 處萬畝戈壁生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，已累計(jì)推廣各類輕簡化技術(shù)3 333 hm（5 萬畝），與農(nóng)戶傳統(tǒng)種植方式相比，每667 m日光溫室蔬菜增收1 000 元，除去新增設(shè)備10年折舊成本和新增電費(fèi)，每667 m節(jié)約生產(chǎn)成本6 955 元（表1），每667 m共節(jié)支增收7 955 元，各類輕簡化技術(shù)累計(jì)節(jié)支增收總額達(dá)到39 775 萬元。采用設(shè)施蔬菜新技術(shù)、新品種、新裝備，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化了蔬菜生長環(huán)境，增加溫室蔬菜單產(chǎn)10%以上，減少農(nóng)藥用量30%，節(jié)約用水40%，節(jié)約用肥30%，已成為肅州區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)科技示范的樣板、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的典范、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的亮點(diǎn)，對(duì)推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)建設(shè)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與推廣、大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)具有重要 意義。

表1 輕簡化設(shè)施裝備運(yùn)行成本及生產(chǎn)效益

3 推廣應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例1：東洞萬畝戈壁生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)農(nóng)戶劉喜來，2021 年7月至2022 年6月種植2 茬番茄，應(yīng)用智能水肥一體化設(shè)備，番茄每667 m年產(chǎn)量11 000 kg，每667 m年用水量500 m、用肥量260 kg，較傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)約用水200 m、節(jié)約用肥90 kg，減少投入1 500 元；應(yīng)用輕簡化物料運(yùn)輸車運(yùn)輸番茄果實(shí)、肥料、拉秧后的莖稈等，每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)用工20 個(gè)，節(jié)約成本2 000 元；應(yīng)用熊蜂授粉，每667 m節(jié)支增收2 200 元；應(yīng)用智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備（APP）每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)用工10 個(gè)，節(jié)省1 000 元。以上設(shè)備一次性投入總成本29 000 元，按照10 年折舊成本2 900元計(jì)算，每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)用工和生產(chǎn)費(fèi)用6 700 元。

實(shí)例2：總寨戈壁生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)農(nóng)戶李新樂2021 年8月至2022 年7月種植2 茬西葫蘆，全面配套了輕簡化技術(shù)設(shè)備，西葫蘆每667 m年產(chǎn)量18 000 kg，每667 m年用水量600 m、用肥量300 kg，較傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)約用水260 m、節(jié)約用肥120 kg，減少投入2 200 元。應(yīng)用輕簡化物料運(yùn)輸車運(yùn)輸西葫蘆、肥料、拉秧后的莖稈等，每667 m年節(jié)約勞動(dòng)用工30 個(gè)，節(jié)約成本3 000 元；應(yīng)用智能化網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備（APP）每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)用工10 個(gè)，節(jié)約1 000 元，應(yīng)用臭氧植保機(jī)、精量彌粉機(jī)配套中蔬微粉防治病蟲害，節(jié)約用工及生產(chǎn)費(fèi)用800 元。各類設(shè)備一次性投入總成本40 300 元，按照10 年折舊成本4 030 元計(jì)算，每年每667 m節(jié)約勞動(dòng)用工和生產(chǎn)費(fèi)用7 000 元。